一种在线式电能质量分析仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种在线式电能质量分析仪，涉及电力系统测量领域，包括电流电压变换器模块、电流电压信号处理模块、微处理器、存储器单元、I/O单元、人机交互单元和电源模块；电流电压变换器模块输入端连接电力系统的三相交流电，输出端连接电流电压信号处理模块的输入端；电流电压信号处理模块的输出端、存储器单元、I/O单元、人机交互单元分别与微处理器连接；电源模块分别与电流电压变换器模块、电流电压信号处理模块、微处理器和人机交互单元连接。本实用新型数据处理速度快、数据处理精度高、可就地实时分析和显示电能质量数据或图形、数据存储量大。
【专利说明】一种在线式电能质量分析仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力系统的电能质量监测分析装置，尤其是一种高速高性能采样分析的在线式电能质量分析仪。
【背景技术】
[0002]随着我国国民经济的发展，电力电子应用技术正在迅速得到发展和应用，由于非线性负荷日益增加，造成电力系统电压、电流波形畸变，对电力系统安全经济运行造成严重危害，同时非线性负荷及冲击性负荷还会使电网的非对称性和波动性日趋严重，低下的电能质量严重影响了供用电设备的安全正常运行。
[0003]目前国内电能质量监测装置主要有便携式电能质量监测装置和在线式电能质量监测装置，其中便携式装置通过不定期对所关注的点进行测量分析，需求量较小。而现有的在线式电能质量监测装置在实际应用中存在很多的不足:1)数据处理速度慢，实时性差，无法对所有的电能质量同时进行实时数据分析；2)数据处理精度低，时频分析手段落后，影响一些瞬时扰动和暂态事件的准确分析；3)数据存储容量小，无法满足对电能质量的长时间综合监测和分析；4)不能就地实时分析显示，一般通过以太网或其他通讯方式将数据发送到远程管理中心进行数据分析和显示，容易造成通讯中断和数据丢失，无法让用户就地、直观了解当前电压、电流情况，同时快速实时监测越限及暂态事件。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供一种数据处理速度快、数据处理精度高、可就地实时分析和显示电能质量数据或图形、数据存储量大的在线式电能质量分析仪。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:
[0006]一种在线式电能质量分析仪，包括电流电压变换器模块、电流电压信号处理模块、微处理器、存储器单元、I/o单元、人机交互单元和电源模块；
[0007]电流电压变换器模块输入端连接电力系统的三相交流电，输出端连接电流电压信号处理模块的输入端；电流电压信号处理模块的输出端、存储器单元、I/o单元、人机交互单元分别与微处理器连接；电源模块分别与电流电压变换器模块、电流电压信号处理模块、微处理器和人机交互单元连接。
[0008]所述电流电压信号处理模块内部设有依次连接的运算放大器、滤波电路、A/D转换器，电流电压变换器模块输出的电流电压信号依次经过电流电压信号处理模块的运算放大、滤波和A/D转换后输出到微处理器。
[0009]所述微处理器为32位ARM+DSP双核微处理器0MAP3525。
[0010]所述的存储器单元是8G的TF存储卡。
[0011]所述的I/O单元包括分别与微处理器连接的串行接口 RS232、USB Device接口、两路遥信光耦输入和两路继电器输出。
[0012]所述的人机交互单元包括键盘、指示灯、显示屏；键盘由10个键组成，分别为谐波界面快捷键、波形界面快捷键、相位图界面快捷键、告警界面快捷键、向上键、向下键、向左键、向右键、取消键和确认键；指示灯由6个发光二极管组成，分别为运行指示灯、频率异常指示灯、电压异常指示灯、谐波异常指示灯、闪变超限指示灯、不平衡指示灯；键盘、指示灯、显示屏分别通过并行数据总线与微处理器相连。
[0013]与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是:高速的电能质量数据分析处理能力，可以就地、实时、同时显示多项电能质量数据或图形，让用户直观了解当前电压电流失真情况，数据处理精度高、数据存储量大，更符合用户的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合图1，对本实用新型作进一步详述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围:
[0016]如图1所示，一种在线式电能质量分析仪，包括电流电压变换器模块、电流电压信号处理模块、微处理器、存储器单元、I/o单元、人机交互单元和电源模块；电流电压变换器模块输入端连接电力系统的三相交流电，输出端连接电流电压信号处理模块的输入端；电流电压信号处理模块的输出端、存储器单元、I/o单元、人机交互单元分别与微处理器连接；电源模块分别与电流电压变换器模块、电流电压信号处理模块、微处理器和人机交互单元连接。
[0017]所述电流电压信号处理模块内部设有依次连接的运算放大器、滤波电路、A/D转换器，电流电压变换器模块输出的电流电压信号依次经过电流电压信号处理模块的运算放大、滤波和A/D转换后输出到微处理器。
[0018]所述微处理器选用了 TI公司所生产的基于ARM+DSP双核的32位、主频可达600MHz的嵌入式微处理器0MAP3525 ；目的是应用其大容量的存储空间和高速的数据处理能力，实时快速处理各种复杂算法与数据分析，提高设备的数据计算、存储、分析性能。
[0019]所述存储器单元采用SG的TF存储卡作为数据存储器，实现暂态事件数据、告警事件数据、统计数据、波形数据等数据的长时间存储。
[0020]所述的I/O单元包括分别与微处理器连接的串行接口 RS232、USB Device接口、两路遥信光耦输入和两路继电器输出。
[0021]所述的人机交互单元包括键盘、指示灯、显示屏；键盘由10个键组成，分别为谐波界面快捷键、波形界面快捷键、相位图界面快捷键、告警界面快捷键、向上键、向下键、向左键、向右键、取消键和确认键；指示灯由6个发光二极管组成，分别为运行指示灯、频率异常指示灯、电压异常指示灯、谐波异常指示灯、闪变超限指示灯、不平衡指示灯；人机交互单元的键盘、指示灯、显示屏分别通过并行数据总线与微处理器相连。
[0022]显示屏为5.6寸、640*480高分辨率的真彩触摸显示屏VS64480M56，可以同时显示各种电能质量参数、矢量图、频谱图、表格图等，实时显示各相电流电压波形，使用户可以直观了解当前电压电流失真情况，同时监测越限和暂态事件，实现各种电能质量数据的就地实时分析和显示。
[0023]电源模块提供在线式电能质量分析仪的工作电压。
[0024]本实用新型的工作原理是:电力系统的三相电流和电压、中线电流和电压的模拟量信号分别输入到电流电压变换器模块，再分别经过电流电压变换器模块变换后，输入到电流电压信号处理模块，电流电压信号处理模块对上述信号分别进行运算放大、滤波和A/D转换处理，然后输出到微处理器进行数据计算和分析处理；计算分析的结果通过人机交互单元的显示屏显示，运行状态和报警信号通过人机交互单元的指示灯显示。用户也可以通过人机交互单元的键盘输入快捷命令，在显示屏上显示计算分析的结果。
【权利要求】
1.一种在线式电能质量分析仪，其特征在于:包括电流电压变换器模块、电流电压信号处理模块、微处理器、存储器单元、I/o单元、人机交互单元和电源模块； 电流电压变换器模块输入端连接电力系统的三相交流电，输出端连接电流电压信号处理模块的输入端；电流电压信号处理模块的输出端、存储器单元、I/o单元、人机交互单元分别与微处理器连接；电源模块分别与电流电压变换器模块、电流电压信号处理模块、微处理器和人机交互单元连接。
2.根据权利要求1所述的在线式电能质量分析仪，其特征在于:所述电流电压信号处理模块内部设有依次连接的运算放大器、滤波电路、A/D转换器，电流电压变换器模块输出的电流电压信号依次经过电流电压信号处理模块的运算放大、滤波和A/D转换后输出到微处理器。
3.根据权利要求1所述的在线式电能质量分析仪，其特征在于:所述微处理器为32位ARM+DSP双核微处理器0MAP3525。
4.根据权利要求1所述的在线式电能质量分析仪，其特征在于:所述的存储器单元是8G的TF存储卡。
5.根据权利要求1所述的在线式电能质量分析仪，其特征在于:所述的I/O单元包括分别与微处理器连接的串行接口 RS232、USB Device接口、两路遥信光耦输入和两路继电器输出。
6.根据权利要求1所述的在线式电能质量分析仪，其特征在于:所述的人机交互单元包括键盘、指示灯、显示屏；键盘由10个键组成，分别为谐波界面快捷键、波形界面快捷键、相位图界面快捷键、告警界面快捷键、向上键、向下键、向左键、向右键、取消键和确认键；指示灯由6个发光二极管组成，分别为运行指示灯、频率异常指示灯、电压异常指示灯、谐波异常指示灯、闪变超限指示灯、不平衡指示灯；键盘、指示灯、显示屏分别通过并行数据总线与微处理器相连。
【文档编号】G01R31/00GK204129148SQ201420654476
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】王辉春, 桂丹, 杨堂华, 李卫, 徐学帅, 严冬, 孙国芳, 张冠一, 谢照祥, 李文亮, 吴治军, 刘华文, 徐斌, 郭玉亮 申请人:云南电网公司普洱供电局